5G基站系统和4G基站系统有什么区别?
1. RRU 和天线已集成(已实现)
5G 使用大规模 MIMO 技术(参见《忙碌人士的 5G 基础知识课程(6)-大规模 MIMO:5G 的真正杀手》和《忙碌人士的 5G 基础知识课程(8)-NSA 还是 SA?这是一个值得思考的问题》),所使用的天线内置了多达 64 个独立的收发器单元。
由于实际上无法在天线下方插入 64 个馈线并将其挂在杆子上,5G 设备制造商将 RRU 和天线合并到一个设备中——AAU(有源天线单元)。
从名称中可以看出,AAU 中的第一个 A 表示 RRU(RRU 是有源的,需要电源才能工作,而天线是无源的,无需电源即可使用),后面的 AU 表示天线。
AAU的外观看起来就像传统的天线。上图中间的是5G AAU,左右两侧是4G传统天线。但是,如果你拆开AAU:
当然,你可以看到里面密密麻麻的独立收发器单元,总共有 64 个。
BBU和RRU(AAU)之间的光纤传输技术已升级(已实现)。
在 4G 网络中,BBU 和 RRU 需要使用光纤进行连接,光纤中的射频信号传输标准称为 CPRI(通用公共无线接口)。
在4G网络中,CPRI负责在BBU和RRU之间传输用户数据,这本身没有问题。然而,在5G网络中,由于大规模MIMO等技术的应用,5G单小区的容量基本可以达到4G的10倍以上,这相当于BBU和AAU之间的数据传输速率也必须达到4G的10倍以上。
如果继续使用传统的CPRI技术,光纤和光模块的带宽将增加N倍,价格也会增加数倍。因此,为了节省成本,通信设备厂商将CPRI协议升级为eCPRI。这种升级非常简单。实际上,CPRI传输节点从原有的物理层和射频层移到了物理层,并且将传统的物理层划分为高层物理层和低层物理层。
3. BBU拆分:CU和DU的分离(暂时无法实现)
在4G时代,基站BBU既具有控制平面功能(主要在主控板上),也具有用户平面功能(主控板和基带板)。这里存在一个问题:
每个基站各自控制数据传输并执行各自的算法,彼此之间基本没有协调。如果能够移除控制功能(即大脑功能),就可以同时控制多个基站,实现协同传输和干扰,数据传输效率是否会大幅提高?
在 5G 网络中,我们希望通过拆分 BBU 来实现上述目标,集中控制功能由 CU(集中式单元)承担,而控制功能分离的基站仅负责数据处理和传输,其功能变为 DU(分布式单元),因此 5G 基站系统变为:
在CU和DU分离的架构下,传输网络也进行了相应的调整。前传部分移至DU和AAU之间,并在CU和DU之间增加了中传网络。
然而,理想状态往往非常丰满,现实却非常单薄。CU和DU的分离涉及产业链支撑、机房改造、运营商采购等诸多因素,短期内难以实现。目前的5G BBU依然如此,与4G BBU没有任何关系。
发布时间:2021年4月1日